Le processus par lequel la rotation et les champs magnétiques façonnent les derniers instants d'une étoile avant son effondrement ou son explosion.L'effondrement stellaire est le dernier acte dramatique de la vie d'une étoile, lorsque son cœur ne peut plus se soutenir contre la gravité. Bien que l'histoire de base — effondrement du cœur, rebond, et soit une étoile à neutrons, un trou noir, ou une supernova — soit bien connue, les détails sont façonnés par deux acteurs souvent négligés : la rotation et les champs magnétiques. Ces forces peuvent déformer le cœur en effondrement, lancer des jets, et même déterminer si l'étoile explose ou se transforme tranquillement en un vestige compact. Le processus n'est pas une simple implosion mais une interaction complexe et dynamique entre la gravité, la pression et les forces électromagnétiques.
Le rôle de la rotation et des champs magnétiques dans l'effondrement stellaire a été reconnu au milieu du XXe siècle, avec des contributions clés de théoriciens comme Chandrasekhar, puis grâce à des simulations numériques dans les années 1990 et 2000. Le mécanisme spécifique des supernovae magnétorotationnelles a été proposé dans les années 1970 par Bisnovatyi-Kogan, puis développé par d'autres.
Lorsqu'une étoile massive épuise son combustible nucléaire, le support de pression du cœur s'effondre et il commence à se contracter vers l'intérieur. Si le cœur est en rotation, il tourne plus vite en se rétrécissant (comme une patineuse qui ramène ses bras), ce qui peut aplatir le cœur en une forme de disque et ralentir l'effondrement. Les champs magnétiques, gelés dans le plasma stellaire, sont enroulés et amplifiés par cette rotation différentielle, créant une pression magnétique puissante et lançant des jets relativistes le long de l'axe de rotation. Ces jets peuvent percer les couches externes de l'étoile, emportant énergie et moment cinétique, et dans certains cas, ils sont le mécanisme même qui déclenche l'explosion de la supernova. L'interaction entre rotation et champs magnétiques peut aussi conduire à un effondrement « magnétiquement arrêté », où le champ magnétique agit comme un frein, empêchant le cœur de s'effondrer directement en trou noir et produisant à la place une étoile à neutrons hautement magnétisée (un magnétar).
Comprendre ce mécanisme est crucial pour interpréter les observations de supernovae, de sursauts gamma et de signaux d'ondes gravitationnelles provenant d'étoiles en effondrement, ainsi que pour prédire les propriétés des étoiles à neutrons et des trous noirs qu'elles laissent derrière elles.
Le champ magnétique à l'intérieur d'un cœur stellaire en effondrement peut devenir si intense qu'il arracherait les électrons des atomes à une distance de mille kilomètres.
